2. MARCO TEÓRICO Depois da construção de qualquer obra de Engenharia Civil começa,
2.3. PRINCIPAIS ASPECTOS DOS SISTEMAS DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS URBANOS
Toda administração de cidade tem algum método de administração de sua malha viária, mesmo que não sejam métodos formalizados (Hudson, 1987), que variam de acordo com o tamanho da cidade, da experiência dos profissionais, da extensão da rede viária, do orçamento disponível, do volume e das cargas do tráfego, do meio ambiente, dos projetos, dos materiais utilizados, das técnicas construtivas e das alternativas para a manutenção e reabilitação entre outras.
O gerenciamento de pavimentos começou na administração de aeroportos para posteriormente ser aplicado nas rodovias. No caso da gerência de pavimentos urbanos, de acordo com o tratamento rodoviário, existe uma caracterização diferente a ser aplicada, segundo Danieleski (2004):
As interseções entre vias urbanas correspondem grande percentual de área, sendo que o grande número de frenagens e acelerações acabam solicitando mais o pavimento;
Ocorrem grandes interferências entre o sistema viário e outros sistemas de infraestrutura urbana, como rede sanitária (água e esgoto), de energia (eletricidade e gás) e de comunicação (telefonia). A necessidade de manutenção ou reparos resulta em intervenções nos pavimentos, além da presença de poços de visita que geram descontinuidade no pavimento;
Existência de segregação de tráfego, com faixas exclusivas para ônibus, por exemplo;
Em algumas seções, a diferença de material ou alguma intervenção realizada causa descontinuidades e até alterações no comportamento estrutural do pavimento;
Presença de árvores junto a bordas do pavimento, cujas raízes podem interferir na estrutura do pavimento;
Grande interferência no trânsito de pedestres, que exige sinalização horizontal e para tal implantação requer adaptações no pavimento;
Em cidades com topografia acidentada, é necessária a adaptação do projeto geométrico à topografia dos arruamentos existentes, gerando inclinações elevadas;
O sistema de micro-drenagem, adjunto à rede de pavimentos, deve funcionar em plenas condições, posto que o acúmulo de água sobre o pavimento é prejudicial e principal fator desencadeador da sua deterioração.
Um aspecto relevante no comportamento urbano referente ao comportamento rodoviário é a velocidade de tráfego, junto a uma serie de controles mais rigorosos como a sinalização, (horizontal, vertical e semafórica), saturação da malha viária, iteração mais forte com o tráfego não motorizado e o comportamento do motorista, resultando em um cenário de solicitação maior à infraestrutura viária.
Um Sistema de Gerencia de Pavimentos Urbanos é simplesmente a combinação de procedimentos de análises, formas detalhadas, medições, critério de decisão e ferramentas como, por exemplo, programas computacionais, os quais fornecem aos administradores métodos sistemáticos ótimos para a gerência.
Como discutido nas seções anteriores as atividades de gerenciamento de pavimentos se caracterizam pelo nível administrativo no qual ocorre. O nível de projeto se caracteriza pela técnica predominante no concernente a administração, assim como o desenho de engenharia detalhada em relação a projetos pontuais. Os modelos utilizados neste nível requerem informação detalhada em seções individuais de uma rua.
O nível de rede inclui fundamentalmente planejar para grandes grupos de projetos ou uma rede inteira. Seguindo com a revisão se apresenta um exemplo dos componentes principais de uma base de dados a partir de cinco itens:
1) Histórico da construção;
2) Inventario (dados geométricos); 3) Tráfego;
4) Atrito pneu-pavimento;
5) Índice de condição do pavimento (histórico).
Pode-se complementar a informação com arquivos adicionais do histórico de manutenção e reabilitação, sinalização, drenagem, meio-fio, etc. O sistema de gerência de pavimentos urbanos traduz a informação de uma categorização combinada da seção usando a base de dados. Essa técnica é usada em muitos sistemas como, por exemplo, Condado de Washington, Sistema APWA PAVER, Ventura, Califórnia; Waterloo, Canadá, entre outros (Hudson, 1987).
Os sistemas de gerência de pavimentos podem fazer uma combinação de atrito pneu-pavimento, deterioração do pavimento, capacidade estrutural, rugosidade, e avaliação estrutural não destrutiva de ensaios de deflexão, entre outros. Aumentar o numero de variáveis aumenta também a dificuldade para definir os fatores de ponderação entre as mesmas. O uso dos atributos acima só tem sido aplicado quando estritamente necessário.
Os sistemas de gerencia de pavimentos comumente utilizam o Índice de Condição dos Pavimentos (ICP) para diversas funcionalidades:
Acompanhamento do desempenho dos pavimentos; Estabelecimento de prioridades;
Seleção de estratégias de intervenção (Figura 4);
Entendimento, por parte dos administradores, da evolução da condição da rede;
Desenvolvimento de curvas de previsão de desempenho; Verificação do desempenho econômico dos investimentos.
O sistema da Associação de Obras Públicas Americana (American Public Works Association) utiliza os índices de condição do pavimento (PCI - Pavement Condition Index), para estabelecer valores limítrofes que o usuário do sistema
poderia interpretar seguindo um esquema de decisão como é apresentado na Figura 4:
Figura 4 - Índice de condição do pavimento
Outra possibilidade é a adotada pela cidade de Ventura – Califórnia que usa uma árvore de decisão para a seleção de projetos com o tratamento necessário de manutenção e reabilitação (Figura 5).
Figura 5 - Controle de decisões para pavimentos asfálticos
Com este tipo de estruturas pode-se definir as prioridades sem modelos de predição ou otimização, fornecendo uma metodologia simples, mas com a maioria da responsabilidade na experiência do engenheiro responsável. Dependendo da
100 Excelente (86 - 100) Muito bom (71 - 85) Bom (56 - 70) 50 Regular (41 - 55) Ruim (26 - 40)
]
Reforço (RF) Muito ruim (11 - 25) 0 Ruim (0 - 10) Manutenção corretiva (MC) Manutenção preventiva (MP) Reconstrução (RC)]
]
]
Índice de condição do pavimento (PCI) 80-100 0-54 Qualidade de rolamento 55-79 Índice de tráfego Perda de material pobre 1" Recapeamento 0-5.9 0-10 11.-20 1 1/2" Recapeamento 6.0-7.9 Não fazer nada Tratamento superficialou lama asfáltica 1" Recapeamento 2" Recapeamento 8.0 ou +
malha viária a gerenciar este é o único requerimento. Existem metodologias mais complexas para as cidades que querem aprimorar o controle de decisão.
A Figura 6 apresenta um resumo das características principais dos sistemas de gerência de pavimentos urbanos mostrando a base de dados como o coração do sistema.
Figura 6 - Componentes básicos de um SGPU
Em qualquer sistema de gerência de pavimentos urbanos é importante a retroalimentação do sistema a partir da evolução da rede (ou nível de rede), i.e. se está melhorando, se esta deteriorando, ou se mantém-se estável. Este tipo de informação for mais fácil de se apresentar para o grupo administrativo por meio de gráficos, existindo softwares especializados para o manuseio de grandes bancos de dados chamados sistemas de informação geográfica (SIG).
No planejamento de um sistema de gerência de pavimentos urbanos existem fatores importantes a ter em consideração, tais como:
Banco de dados
PADRÕES Estado da condição Condição do pavimento
Custo "Melhor decisão"
Estabelecer prioridades
Computador Resumir necessidades
Manual Comparação com os fundos disponíveis
Seleção de projetos Planos e especificações Revisão Administração de projetos Ensaios não destrutivos - Perda de material - Fadiga - Deformação - Rugosidade - Seleção por acordo - Considerações econômicas ou priorização - Tráfego - Custo inicial - Ciclo de vida
1) Recursos disponíveis; 2) Requisitos de informação;
3) Nível de sofisticação do sistema; 4) Manejo de dados;
5) Informes; 6) Administração.
Observa-se que os fatores apresentam duas características básicas: recursos e informação. O primeiro pode dividir-se em três categorias: a) pessoal b) equipamento e c) orçamento. Os requerimentos dos recursos podem ser para o desenvolvimento do sistema ou para a operação do mesmo.
A segunda característica é referente à informação, onde têm que existir pelo menos três tipos de arquivos: a) desenho e construção b) histórico das atividades de manutenção e reabilitação e c) condição do pavimento.
No desenvolvimento de um sistema de gerência de pavimentos urbanos em nível de governo, em geral utilizam-se algumas dicas para se alcançar bons resultados:
Manter a simplicidade e sentido prático do levantamento de dados; Armazenamento de dados e análises computorizada;
Desenvolvimento de uma metodologia para a organização, técnica e restrições orçamentarias da cidade ou estado em avaliação;
Incluir os departamentos administrativos importantes dentro da organização do sistema;
Planejar um desenvolvimento constante do sistema de gerência de pavimentos urbanos.
Na definição do sistema é necessário manter as boas praticas de manutenção e reabilitação de pavimentos, implementadas pelos engenheiros e administradores, fruto da experiência adquirida através do tempo. A experiência na implementação de sistemas de gerência de pavimentos urbanos indica que, pré-estabelecendo metas e objetivos claros, mediante um comitê formado por representantes de cada
departamento chave, é possível mitigar os problemas no funcionamento do sistema para o futuro.
Um fator importante dentro do sistema de gerência de pavimentos para uma cidade é o treinamento contínuo dos profissionais que fazem o levantamento da condição do pavimento, informação que deverá ser coletada a cada um, dois ou três anos, dependendo da classificação das vias. A elaboração de um manual de defeitos e a constante avaliação dos especialistas proporcionará resultados menos variáveis e, consequentemente, mais confiáveis.
Uma base de dados (ou inventário) em um sistema de informação geográfica da malha viária é o primeiro passo na criação de um sistema de gerência de pavimentos urbanos. O inventário em arcos permite referenciar a informação e tomar todo tipo de decisões em nível de rede ou de projeto.
A caracterização e analise de ações de manutenção e reabilitação M&R tanto no campo técnico como administrativo do banco de dados, é mais simples de utilizar por meio de um Sistemas de Informação Geográfica (SIG). Nos últimos anos, aumentaram o número de ofertas de SIG especializados que facilitam o gerenciamento, e minimizam os recursos necessários na implementação de um SGPU.
Com uma base de dados estabelecida é possível avaliar modelos de predição na vida útil dos pavimentos. O tempo a experiência são elementos importante na calibração dos modelos de predição, otimizando e facilitando a coleta de dados, identificação de projetos, tempo e medidas de manutenção e reabilitação mais convenientes, orçamentos e demais parâmetros requeridos dentro de um sistema de gerência.
Algumas vezes depois de estabelecer para a malha viária os projetos a serem avaliados, dependendo do defeito do pavimento é necessário realizar ensaios estruturais, ensaios estes que são feitos mediante a utilização de aparelhos de deflexão. Não é conveniente realizar este tipo de ensaios à malha viária em nível de
rede pelo custo do mesmo, erro frequente na implementação de sistemas de gerência.
O ensaio de rugosidade é necessário na avaliação de pavimentos rodoviários não tem muita utilidade em sistemas de gerência de pavimentos urbanos, devido às baixas velocidades desenvolvidas nos mesmos (abaixo de 60 km/h). O levantamento de defeitos estabelece informação suficiente da qualidade de rolamento, ficando a rugosidade somente como um indicador sem muita relevância.